вопросы в пдф / вопрос 52

Вопрос№52

Систематика бактерий. Строение прокариотической клетки Классификация бактерий:

По форме:

1.Шаровидные (кокки) 0,3-0,5-0,7 мкм

Монококки (одиночная бактерия)

Диплококки (двойная бактерия)

Стрептококки (больше двух бактерий)

Тетракокки (4 бактерии в виде квадрата)

Сарцина (8 бактерий в виде куба)

Стафилококки (гроздь)

Неподвижные бактерии, не образующие спор

2.Палочки 12 мкм – 5-10 мкм

Спорообразующие (бациллы):

Диплобациллы

Стрептобациллы

Тетрабациллы и т.д.

Неспорообразующие:

Диплобактерии,

Стерптобактерии

Тетрабактерии и т.д.

Бывают и подвижные и неподвижные, есть спорообразующие и неспорообразующие.

3.Извитые формы 500 мкм

Вибрион – слегка изогнутая палочка, в виде фасолины

Спируллы – изогнута в 2-3 оборота

Спирохетты – более 3 оборотов

4.Уникальные формы

Кольцевые

Звездчатые

Стебельковые

Квадратные

По способу образования спор:

1.Бациллярный тип – спора образуется посередине бактерии, при этом она гораздо меньше диаметра бактерии, т.е. внешний вид споры не меняется (род Bacillus).

2.Клостридиальный тип спора образуется также посередине, но ее размер больше диаметра бактерии, т.е. форма клетки раздутая посередине (род Clostridium).

3.Плектриальный тип спора находится на конце бактерии, большого размера, и клетка похожа на ба-рабанные палочки (род Clostridium).

Классификация жгутиков. Жгутики белковой природы, количество и форма их постоянна для данного вида.

Монотрих – один жгутик, расположенный на конце бактерии

Амфитрих – два жгутика, на противоположных концах

Лофотрих – несколько жгутиков на одном конце бактерии

Перитрих – множество жгутиков в любом месте бактерии.

Актиномицеты – есть общее и с бактериями, и с грибами. На концах имеются воздушные мешки (спороносы), размножение – спорами, фрагментами мицелия. В отличии от грибов – кольцевая ДНК, Гр+ клеточная стенка.

Систематика бактерий. 4 отдела:

1.Все организмы с Грстенкой – Gracilicus. Среди них встречаются и фото и нефотосинтезирующие, неспоровые палочки, извитые формы, аэробы и анаэробы, подвижные (за счет жгутиков) и скользящие с помощью механического движения. Размножение – бинарное деление, почкование. Кишечная палочка, чума, сальмонелла, уксуснокислые бактерии, нитрифицирующие бактерии, клубеньковые азотобактерии, почкующиеся стебельковые риккетсии, хламидии, вибрионы, спируллы, спирохеты. Цианобактерии, пурпурные и зеленые водоросли.

2.Все Гр+ бактерии – Firmicutes. Хемотрофные бактерии: кокки, спорообразующие бактерии, некото-рые неспорообразующие бактерии, подвижные только с помощью жгута. Размножение бинарное деление, у актиномицетов - фрагментацией, спорами, стрептококки, стафилококки, Bacilus Clostridii, молочнокислые, пропеоно-кислые бактерии, коринебактерии (возбудители дифтерии).

3.Бактерии без клеточной стенкиTenericutes. Микоплазмы – обладают полиморфизмом, т.е. способно-стью менять форму на разных стадиях жизненного цикла. Размножаются бинарным делением, почкованием и фрагментацией. Почти все микоплазмы – паразиты. Есть среди них факультативные паразиты, которые размножающиеся на твердой питательной среде в виде "Глазуньи"

4.Клеточная стенка особого химического состава Mendosicutes – археобактерии

Систематика бактерий:

У бактерий выделяют одно царство дробянок (Mychota), Которое классифицируется на подцараства Архебактерии (Archaeobacteria) , Настоящие бактерии (Bacteria) и

Оксифитобактерии (Oxyphotobacteria).

Архебактерии живут в экстремальных условиях все сапрофиты, представлены метаногенными, гало-фильными и серозависимыми бактериями. Известно около 50 видов Археобактерий. Многие биологи вы-деляют это подцарство в отдельное царство (кроме царства растений и животных).

Метаногенные бактерии образуют метан путем восстановления диоксида углерода молекулярным во-дородом. Метан – основной продукт метаболизма. Ежегодная производительность составляет 1,0*109 т метана. Эти бактерии обитают в строго анаэробных условиях иле водоемов, в болотах, а также в желу-дочно-кишечном тракте человека и животных. Больше всего их в рубце жвачных. Среди них есть палоч-ки,

кокки, извитые Галобактерии – обитатели горячих соленых водоемов. Благоприятной для них

является среда, которая одержит NaCl в количестве 20-30%, т.е. является насыщенным раствором.

Серозависимые – являются обитателями горячих кислых водоемов и почв, вулканических расселин (аэробы живут при рН=1-2, t=600, анаэробы при рН1-2, от t=105-1100 и до 350-4000). Образование место-рождений серы обязано серозависимым бактериям.

Термофильные (рН=1-2, t=50-600).

В отличие от большинства настоящих бактерий для Археобактерии характерен ряд особенностей. Например, плазматическая мембрана имеет однослойную структуру, а в пептидогликане отсутствует муре-ин. Также археобактерии характерны тем, что в липидах их мембран вместо эфиров глицерина и жирных кислот содержаться углеводороды, которые обычно встречаются в нефти. Схема синтеза белков в археобактериях такая же как у настоящих, но в тРНК этих организмов нет ни тимина, ни урацила, последний представлен псевдоуредином. Есть также отличия и в структуре рРНК.

Перечисленные особенности делают археобактерии по существу промежуточной формой между растениями и животными, что явилось основанием для некоторых ученых к выделению в самостоятельное царство. Среди археобактерий встречаются как аэробы, так и хемоавтортрофы и хемогетеротрофы. Игра-ют важную роль в природе. Являются древнейшими прокариотами на Земле, а возможно и первыми организмами. Классификация плохо разработана.

Настоящие Бактерии. Различают по строению, размножение путем деления, спорообразования, конъюгации. Большинство является гетеротрофами, а часть или автотрофы, или хемосинтезирующими. Встре-чаются как аэробы, так и анаэробы. Значение бактерий очень велико:

Использование в генной инженерии (как генетически материал)

Брожение, гниение, минерализация органических веществ, накопление карбонитов, сульфидов, фос-фатов, бокситов

Усвоение азота из воздуха

Молочнокислые продукты

Консервация Оксифотобактерии. Представлены цианобактериями и хлороксибактериями.

Цианобактерии в основном одноклеточные организмы разной формы, могут образовывать колонии. Отличаются от настоящих бактерий содержанием в стенке целлюлозы и способностью к фотосинтезу, т.е. в цитоплазме содержат хлорофилл и другие пигменты (каротин, ксантофилл, фикобилины), создающие окраску. Обитают в почве, воде, при неблагоприятных условиях образуют споры. Кислород. Хлорооксибактерии – кислород.

Строение прокариотической клетки

Клетки, не имеющие ядра, называются прокариоты. Для них характерна довольно простая структурно-функциональная организация. Вероятно, среди прокариотов, наиболее примитивно устроены микоплазмы, являющиеся паразитами растений, или возбудителями некоторых респираторных заболеваний человека или домашних животных.

Микоплазменная клетка имеет овальную форму, ее размеры составляют около 01-0,25 нм в диаметре. Для нее характерно наличие тонкой наружной плазматической мембраны (толщиной около 8 нм), которая окружает цитоплазму, содержащую молекулу ДНК, достаточную для кодирования около 800 различных белков, РНК разных типов, рибосом диаметром порядка около 20 нм. В их цитоплазме содержаться различные включения в виде белков, гранул липидов и других соединений. Из-за недостаточной жесткости клеточной мембраны микоплазмы проходят через бактериальные фильтры.

Более сложными прокариотическими клетками являются бактерии, цианобактерии и одноклеточные водоросли. Размеры клетки e. coli составляют 1-3 мкм в длину и 0,5- 0,8 мкм в диаметре, а ее масса 10-12 г. одиночная клетка окружена трехслойной клеточной оболочкой, толщиной около 40 нм, представляющей собой "конверт", в котором заключено клеточное содержимое в виде примерно 2*10-13 белка, 6*10-15 ДНК, 2*10-14 РНК (в основном рибосомной РНК). В бактериальной клетке, синтезируется около 2000 разных белков, большинство которых содержится в цитоплазме. Концентрация одних белков составляет 10-8 М, тогда как других порядка 2*10-4 М (от 10 до 20000 молекул на клетку). "Конверт" состоит из трех частей, из которых две представлены наружным и внутренними слоями, являющимися наружной и внутренней мембранами и построенными в основном из

липополисахаридов, которые прикрепляются к располагающимся там же липидам. В состав наружной мембраны входят также белки. Внутренняя мембрана, называемая цитоплазматической, состоит из многих белков, включенных в двойной фосфолипидный слой. Иногда мембраны образуют складки, называемыми мезосомами. Предполагают, что они участвуют в репликации бактериальной клетки. Третьей частью конверта являетсяпептидогликановый слой, который непосредственно представляет клеточную стенку, толщиной порядка 40 нм, лежащую между наружной и внутренней цитоплазматической мембранами. Определяя форму бактериальной клетки, пептидгликановый слой в химическом плане является одиночной сложной молекулой, содержащей полисахаридные цепи, связанные с короткими пептидами. Внешняя мембрана прикреплена к пептидгликановому слою большим количеством (106) молекул липоптротеида, белковый конец которых ковалентно прикреплен к диаминопимелиновой кислоте пептидогликана, тогда как их липидный конец "спрятан" во внешней мембране. На долю мембран и клеточной стенки приходится около 20% всего клеточного белка.

Пространство между наружной и внутренней мембраной, содержащее пептидогликановый слой носит названиепериплазматического пространства. Растворение клеточных стенок сопровождается образованием так называемых протопластов, сохраняющих лишь внутреннюю мембрану.

На поверхности клеточной стенки у бактерий многих видов могут быть жгутики или жгутики и пили, а снаружи от клеточной стенки может иметься также капсула, как, например у пневмококков. Эти структуры имеют диагностическое значение. Основное вещество бактерий представлено цитоплазмой, являющейся раствором белка, концентрация которого составляет около 200 мг/мл. В цитоплазме бактерий имеется ядерная область, которую из-за отсутствия мембраны называют нуклеотидом. В этой области обнаруживают волокна диаметром 3-5 нм,

представляющие собой скученные двойные цепи одиночной кольцевой молекулы ДНК. Эти цепи ДНК рассматривают в качестве одиночной хромосомы. В большинстве

случаев у бактерий действительно обнаруживают по одной кольцевой хромосоме, однако у бактерий ряда видов найдено по две кольцевых молекулы (Rhodobacter sphaeroides), различающихся по размерам (одна большая, одна малая), у Agrobacterium tumefaciens одна из двух хромосом является линейной.

В цитоплазме бактерий содержаться также рибосомы, которых очень много (10.00030.000 на клетку по разным авторам). Состав определяется 65% рибосомной РНК и 35% белками. Белковая часть представлена примерно 50 различными белками. В цитоплазме содержаться различные включения в виде гранул (капель) жира, гликогенов, липидов, серы. Также обнаруживаются гранулы высокополимерной фосфорной кислоты. Сходным образом устроены и одноклеточные водоросли. Прокариотические клетки меньше по размеру, чем эукариотические. Как и растительные клетки прокариоты имеютклеточную стенку, однако вещество, придающие им прочность является муреин, а не целлюлоза. Помимо этого клеточная стенка может быть покрыта капсулой из слизистого вещества, как у кишечной палочки (e. coli). Клетки бактерий и сине-зеленых водорослей не имеют мембранных органелл, присущих эукариотам (эндоплазматического ретикула, комплекса Гольджи, митохондрий, пластид, лизосом). Единственной внутренней мембранной структурой является мезосома, о функциональной роли которой нет единого мнения. Предполагают, что она участвует в процессе дыхания. Рибосомы прокариот более мелкие и по размерам совпадают с рибосомами митохондрий и пластид. Этот факт, а также наличие в пластидах и митохондриях собственной кольцевой ДНК и их способность делиться послужили основой для возникновения симбиотической теории возникновения эукариот. Согласно этой теории, в прошлом митохондрии и пластиды являлись самостоятельными прокариотами, перешедшими позднее к эндосимбиозу с другими клеточными организмами.

Клеточная стенка – 1884 г. Грамм – сложный метод окрашивания – одни окрасились (Гр+), другие – обесцветились (Гр-). Клеточная стенка – пептидгликан (муреин) состоит из ацетилглюкозамина (Г), ацетилмурановая кислота (М). Соединены последовательно – Г – М – Г – М – Г – бета 1,4 гликозидными свя-зями. К М присоединены 4-5 АК, связанные между собой (последняя АК предшественника и предпоследняя следующей АК). Гр+ 50-90% - ПГ многослойный (до 38), еще в стенке пейхоевые кислоты (рибит и глицерин). Грсодержит 1-10% ПГ (липиды, белки, липосахариды, ликопротеины). Между ЦПМ и стен-кой содержится переплазматическое пространство